|
Моделями называют приспособления,
предназначенные для получения в литейных формах полостей, конфигурация
которых соответствует изготовляемым отливкам. Модель отличается по
конфигурации и размерам от получаемой по ней отливки. В зависимости от
конструкции отливки она может быть неразъемной и разъемной, состоящей из двух
и более частей. Модель снабжают специальными выступающими частями—знаками.
Они образуют в форме углубления, предназначенные для установки и фиксирования
стержня. Для облегчения извлечения модели из формы их вертикальные стенки
выполняются с формовочными уклонами, величина которых зависит от высоты
стенки, материала модели и способа изготовления отливки.
В соответствии с чертежом отливки на модели
предусматривают припуски на механическую обработку отливки. Размеры модели
должны быть больше размеров отливки на величину литейной усадки. Модель
должна быть легкой, но достаточно жесткой, что особенно важно при
изготовлении полуформ на прессовых машинах. Для машинной формовки модели
монтируют на специальных плитах, которые называют модельными плитами. Каждая
модельная плита состоит из плиты и расположенных на ней моделей отливок,
литниковой системы, штырей и т. д. Модельные плиты могут быть односторонними
и двусторонними, наборными и цельнолитыми. На односторонних плитах модели
располагают только на одной верхней стороне, которую называют рабочей. На
двусторонних плитах обе стороны являются рабочими и на них располагают
половины модели. Последние применяют только при безопочной формовке. Наборная
плита состоит из плиты и прикрепленных к ней нескольких частей модели и
других деталей. Цельнолитую модельную плиту изготовляют заодно с половиной
модели.
Деревянные модели и модельные плиты применяют при
единичном и мелкосерийном производстве мелких и средних отливок. В
зависимости от предъявляемых требований их подразделяют на три класса
прочности. Деревянные модели изготовляют трех классов точности в соответствии
с тремя классами прочности отливок.
Модельные комплекты первого класса прочности предназначены
для длительного использования, второго класса —для периодического
использования, третьего класса — для единичного производства неответственных,
несложных отливок. Для изготовления моделей первого класса прочности
используют заготовки, тщательно склеенные из тонких брусков с учетом
направления годичных колец, с тем чтобы полностью предупредить коробление
модели. Для моделей второго класса прочности заготовки склеивают менее
тщательно, используя меньшее число брусков; для моделей третьего класса
прочности заготовки склеивают из более толстых кусков. Отдельные части модели
допускается делать из целого куска. Прочная модель лучше сохраняет свою
точность. Поэтому модельные комплекты первого класса прочности изготовляют по
I классу точности, второго класса прочности — по I и II классам точности, а
третьего — по III классу точности.
Дерево является распространенным и недорогим материалом.
Оно имеет малую плотность, легко обрабатывается, после чего получается
гладкая, чистая поверхность. Недостатки дерева — гигроскопичность, возможность
коробления, неоднородность строения и для некоторых пород недостаточная
прочность и износостойкость. Для устранения коробления модели покрывают
лаками и красками. Формовочные уклоны деревянных моделей составляют 1—3°; чем
выше модель, тем меньше формовочные уклоны. Уклоны на внутренних поверхностях
модели делают больше, чем на наружных. Места соединения литейной формы со
стержнем, называемые знаковыми частями, должны обеспечивать вполне
определенное и устойчивое положение стержней в форме, поэтому знаковые части
часто снабжают фиксаторами ( 16). Размеры и элементы стержневых знаков
регламентируются ГОСТ 3606—80 и выбираются в зависимости от конструкции
отливки и технологии изготовления формы. Между знаками формы и знаками
стержней предусматривают зазоры, величина которых также выбирается по ГОСТ
3606—80 и зависит от размеров знаков и класса точности отливки.
При машинной формовке в условиях единичного и
мелкосерийного производства, когда требуется быстрая смена модели на
формовочных машинах, применяют специальную модельную оснастку в виде
координатных плит ( 17) или плит со сменными вкладышами. На рабочей стороне
плиты нанесена сетка прямых линий, в точках пересечения которых просверливают
отверстия, каждое из них имеет свой шифр. У каждого штифта полумодели
проставлен шифр отверстия в модельной плите, в которое он должен быть
вставлен. Это позволяет быстро произвести на машине замену одних полумоделей
другими.
В массовом и крупносерийном производстве применять
быстросменные модели нет необходимости, так как смена моделей производится
редко и большей частью в перерыве между рабочими сменами.
Наиболее часто в модельном производстве используют сосну,
ольху, бук, липу, ясень. Из сосны изготовляют средние и крупные модели. Сосна
является самым дешевым материалом, легко обрабатывается, не склонна к
загниванию. Из ольх делают средние и мелкие модели, непрерывно находящиеся в
работе. Обработанная поверхность получается гладкой. Бук и ясень применяют
для изготовления особо прочных моделей. Липа относится к породам деревьев,
древесина которых не обладает большой твердостью. Из нее изготовляют модели,
предназначенные для получения небольшого числа отливок.
Процесс изготовления деревянной модели или стержневого
ящика складывается из следующих операций: выполнение в натуральную величину
чертежа модели со знаковыми частями и т. п.; изготовление заготовок, их
обработка (фрезерование, шлифование и пр.); сборка частей модели (склеиванием
с помощью шпунтовых или шиповых соединений и пр.); контроль, приемка и
окраска модели.
Модели красят масляной краской, затем покрывают щелочным
лаком с целью получения гладкой рабочей поверхности и предохранения ее от воздействия
влаги атмосферы и формовочной смеси. Окраску и маркировку проводят в
соответствии с ГОСТ 2413—67. Для чугунного литья используют модели красного
цвета, для стального — серого, для цветного — желтого. Стержневые знаки и
другие не соприкасающиеся с металлом части окрашивают в черный цвет.
деревянная разъемная модель.
Металлические модели и плиты используются в основном в
условиях крупносерийного и массового производства отливок. По сравнению с
деревянными металлические модели имеют следующие преимущества: долговечность,
большую точность и более гладкую рабочую поверхность. Их используют при
машинной формовке, которая предъявляет определенные требования к конструкции
и качеству модельной оснастки. Конструкция моделей, предназначенных для
машинной формовки, должна быть макси-
18 Деревянная модель:
1 — верхняя половина модели; 2 — знаковые части; J нижняя
половина модели
мально упрощена, даже за счет увеличения числа стержней.
Это требует повышения точности моделей, центрирования отдельных элементов и
узлов оснастки, а также надежности крепления их на модельных плитах.
Материалами для металлических моделей и плит служат алюминиевые сплавы,
чугун, сталь, бронза и латунь. Алюминиевые модели и плиты имеют малую массу,
легко поддаются механической обработке и удобны в работе. Они не окисляются,
после обработки приобретают гладкую поверхность. Недостатком алюминиевых
моделей является их низкая прочность и малая износостойкость, что особенно
сказывается в массовом производстве. Для не очень ответственных моделей
используют сплавы АЛ24, АЛ26, для сложных и ответственных — АЛ22, АЛ28.
Чугунные модели прочны, дешевы, хорошо обрабатываются и
после обработки имеют гладкую рабочую поверхность. Износостойкость чугуна
значительно выше, чем алюминиевых сплавов. Недостатки чугунных моделей:
большая масса и окисляемость. Для изготовления оснастки используют чугуны
марок СЧ 15, СЧ 20.
'Стальные модели и плиты отличаются высокой
прочностью и износостойкостью. Для их изготовления используются стали марок
15Л—45Л, а также стальной прокат различного сортамента.
Бронзовые и латунные модели после обработки имеют
очень гладкую поверхность, не окисляются; получаемый с их помощью отпечаток
является наилучшим по качеству. Они более коррозийно- стойки, чем чугунные и
стальные модели, но значительно тяжелее их. Их применяют сравнительно редко
для изготовления небольших сложных отливок высокой точности и с повышенным
качеством поверхности.
Легкими и жесткими являются облегченные модели —
пустотелые, снабженные для жесткости ребрами, расположенными по внутренней
полости.
Формовочные уклоны на металлических моделях делают меньше
0,5—Г вследствие того, что рабочие поверхности модели получаются более
гладкими. Кроме того, металлические модели, как правило, применяют для
машинной формовки, когда извлечение их из полуформ производится специальным
механизмом.
Конструкция модельной плиты зависит главным образом от
типа машины, на которой будет изготовляться полуформа, конструкции отливки,
получаемой поданному модельному комплекту, и вида формы. Применяют модельные
плиты трех разновидностей: для опочной формовки, для безопочной формовки и
для изготовления оболочковых полуформ. Модельные плиты ( 19) снабжают
специальными лапками или приливами для крепления к столу машины. Для
фиксирования опоки на плите они имеют минимум два штыря: один круглый —
центрирующий, второй квадратный— направляющий. Центрирующий штырь
предохраняет опоку от смещений в горизонтальном направлении, а направляющий —
от смещений относительно поперечной оси плиты.
Процесс изготовления металлических моделей складывается из
следующих операций: вычерчивание чертежа металлической модели; изготовление
деревянной модели, предназначенной для получения металлической заготовка
модели; литье металлической
заготовки модели; ее механическая обработка; монтаж
металлической модели на модельной плите; контроль и приемка металлической
модельной оснастки.
Размеры деревянной модели (промодели) для получения
отливок металлических моделей увеличены в расчете на двойную усадку: сплава
модели и сплава отливки. Промодель выполняется также с учетом припусков на
обработку металлической модели. Литую металлическую модель подвергают
тщательной механической обработке по рабочей поверхности, а также по
поверхностям соприкосновения с модельной плитой. Затем обработанную модель
монтируют на модельной плите.
Г~Крепление половин моделей к плитам осуществляется
винтами или болтами с нижней стороны плиты. В том случае, если половины
моделей низкие, их крепят винтами сверху. Число и размеры винтов и болтов
определяют в зависимости от формы и средних размеров половин модели. *
Пластмассовые модели. Все более широкое применение находит
в настоящее время модельная и стержневая оснастка из пластических масс.
Подобная оснастка, сочетая преимущества деревянной и металлической, обладает
малой массой, высокой точностью и прочностью, не подвержена короблению,
разбуханию, коррозии при хранении и эксплуатации и позволяет точно
воспроизводить контуры модели при формовке.
Вследствие сокращения расхода металла, снижения
трудоемкости изготовления, уменьшения потребности в оборудовании и
производственных площадях за счет резкого сокращения объема механической
обработки и доводочных операций применение пластмассовой оснастки очень
эффективно. Для изготовления оснастки применяют термореактивные пластические
массы на основе эпоксидных или фенолформальдегидных смол, стиракрил ТШ или
ак- рилат АСТ-Т. Сначала изготовляют гипсовую мастер-модель с учетом усадки
пластмассы и металла отливки. По мастер-модели делают гипсовую форму, которую
заливают жидкой пластмассой. Готовую пластмассовую модель извлекают из формы и
подвергают механической обработке. Крупные модели делают пустотелыми, мелкие
— монолитными.
Значительное распространение получило литье по моделям из
пенополисгирола. Применение этого способа упрощает процесс изготовления
отливок, позволяет получать заготовки повышенной точности, приближающиеся по
размерам и конфигурации к готовым деталям.
В условиях единичного производства модель изготовляют
путем механической обработки стандартных плит и блоков из пенопо- листирола.
Модель представляет собой копию отливаемой детали и отличается от нее
припусками на механическую обработку. В условиях крупносерийного и массового
производства модели получают в пресс-формах путем тепловой обработки гранул
полистирола.
В качестве исходного сырья используют бисерный пенополи-
стирол Г1С-Б марки А. Вначале гранулированный (так называемый бисерный)
полистирол подвергают предварительной тепловой обработке (предварительному
вспениванию), затем вспененным полистиролом заполняют пресс-форму на
специальных машинах. Пенополистирол точно воспроизводит конфигурацию рабочих
полостей пресс-формы. Готовая модель поступает на формовку.
|